【化學(xué)】化學(xué)平衡狀態(tài)（課件） 2023-2024學(xué)年高一化學(xué)（人教版必修第二冊(cè)）

第2課時(shí)

化學(xué)平衡狀態(tài)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的速率與限度延遲符知識(shí)與技能1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性;2.了解化學(xué)平衡建立的過(guò)程，掌握化學(xué)平衡的概念;3.理解化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。過(guò)程與方法情感態(tài)度與價(jià)值觀1.體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與愉悅。2.建立個(gè)性與共性、對(duì)立與統(tǒng)一的科學(xué)辯證觀。1.能從可逆反應(yīng)的定義出發(fā)，找出可逆反應(yīng)的特征。2.通過(guò)化學(xué)平衡的定義，多維度判斷某些物理量能否作為化學(xué)平衡的標(biāo)志。123學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)引入：高爐煉鐵尾氣之謎教學(xué)引入：高爐煉鐵尾氣之謎

增加煉鐵高爐的高度，不能改變高爐尾氣中CO的比例，原因是：C+CO22CO是一個(gè)可逆反應(yīng)，不能完全進(jìn)行，存在一定的反應(yīng)限度。在高爐中Fe2O3與CO的反應(yīng)也不能全部轉(zhuǎn)化為Fe和CO2。

可

逆

反

應(yīng)011.1可逆反應(yīng)1.定義：在同一條件下，能向正向進(jìn)行，又能向逆向進(jìn)行的反應(yīng)。N2+3H22NH3催化劑高溫高壓2.特征：1）相同條件下；2）正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行3）反應(yīng)物、生成物同時(shí)存在三同一小

任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%。方程式而用“”連接，而不用“=”3.表示：1.1可逆反應(yīng)學(xué)習(xí)過(guò)的可逆反應(yīng)

和

互為可逆反應(yīng)嗎？不是可逆反應(yīng)，反應(yīng)條件不相同。1.試分析NH3溶于水得到的氨水溶液中含有哪些微粒？課堂檢測(cè)NH3+H2ONH3·H2O

NH4+

+OH-分子：離子：NH3、

H2O、

NH3·H2ONH4+

、

OH-、H+H2OH+

+OH-

化

學(xué)

平

衡

狀

態(tài)022.1化學(xué)平衡的建立N2+3H22NH3催化劑高溫高壓反應(yīng)剛開(kāi)始時(shí)：

反應(yīng)物濃度————，正反應(yīng)速率————，生成物濃度為———，逆反應(yīng)速率為——。最大最大00時(shí)間t速率v0v正

v逆

反應(yīng)過(guò)程中：反應(yīng)物濃度——————，正反應(yīng)速率—————，生成物濃度——————，逆反應(yīng)速率————逐漸減小逐漸減小逐漸增大逐漸增大t1v正

=v逆化學(xué)平衡狀態(tài)2.1化學(xué)平衡的建立

在一定條件下的可逆反應(yīng)里，當(dāng)正、逆反應(yīng)的速率相等時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度均保持不變，即體系的組成不隨時(shí)間而改變，這表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”，這時(shí)的狀態(tài)我們稱(chēng)之為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值

α

＝

×100%反應(yīng)物的減少量反應(yīng)物的起始量轉(zhuǎn)化率2.合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。對(duì)于密閉容器中的反應(yīng)：673K、30MPa下，n(NH3)和n(H2)隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述中正確的是()A.c點(diǎn)處正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等B.a點(diǎn)的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)的大C.d點(diǎn)(t1時(shí)刻)和e點(diǎn)(t2時(shí)刻)處n(N2)不同D.在t2時(shí)刻，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率課堂檢測(cè)N2+3H22NH3催化劑高溫高壓B2.2化學(xué)平衡的特點(diǎn)(1)逆：(2)等：(3)定：(4)動(dòng)：(5)變：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率動(dòng)態(tài)平衡（v

(正)=v(逆)

≠0）可逆反應(yīng)反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的含量一定。條件改變，平衡發(fā)生移動(dòng)研究對(duì)象實(shí)質(zhì)標(biāo)志2.3化學(xué)平衡的判斷“正逆相等，變量不變”ν(正)=ν(逆)≠0變量不變直接標(biāo)志間接標(biāo)志①各物質(zhì)的m、n或

c

不變②各物質(zhì)的百分含量不變(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等)③

顏色、溫度（絕熱體系）不再改變2.3化學(xué)平衡的判斷1.直接標(biāo)志：正逆相等v正=v逆①任何一種物質(zhì)的生成速率等于其消耗速率②或是兩種不同的物質(zhì)v正：v逆

=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比異邊同向，同邊異向，比例計(jì)量3.一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)

，表示正、逆反應(yīng)速率可以用N2或H2或NH3來(lái)表示：下列能表示反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

（1）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2消耗，同時(shí)有1molN2生成

（2）單位時(shí)間內(nèi)，有3molH2消耗，同時(shí)有2molNH3生成

（3）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2消耗，同時(shí)有3molH2消耗

（4）1molN三N鍵斷裂的同時(shí)有2molN-H鍵斷裂

（5）2v正（N2）=v逆（NH3）課堂檢測(cè)N2+3H22NH3催化劑高溫高壓(1)(5)

有正有逆

符合比例4.可逆反應(yīng)

的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來(lái)表示。下列各關(guān)系中能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是：（

）A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)課堂檢測(cè)N2+3H22NH3催化劑高溫高壓C2.3化學(xué)平衡的判斷2.間接標(biāo)志：變量不變①混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間改變而改變，（適用于m+n≠p

的反應(yīng)）A(g)+B(g)?2C(g)A(g)+B(g)?C(g)氣體的總物質(zhì)的量恒溫恒容時(shí)的壓強(qiáng)P恒溫恒壓時(shí)的體積V不變不變不變減少減少減少2.3化學(xué)平衡的判斷2.間接標(biāo)志：變量不變②混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量(平均摩爾質(zhì)量)A(g)+B(g)?2C(g)A(g)+B(g)?C(g)A(s)+B(g)?C(g)m氣n氣M不變不變不變不變變變變不變變2.3化學(xué)平衡的判斷2.間接標(biāo)志：變量不變②混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量(平均摩爾質(zhì)量)思考：對(duì)于可逆反應(yīng)

，此反應(yīng)的平均摩爾質(zhì)量不再變化時(shí)，能否證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)？A(s)?

B(g)+C(g)

若從加入A建立平衡，因A為固體，氣體的平均摩爾質(zhì)量一直是個(gè)定值，故不能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。2.3化學(xué)平衡的判斷2.間接標(biāo)志：變量不變③混合氣體的密度ρ=m氣VA(g)+B(g)?C(g)A(s)+B(g)?C(g)氣體的總質(zhì)量恒容時(shí)氣體的密度不變不變變化變化2.3化學(xué)平衡的判斷3.特殊標(biāo)志：①對(duì)于有色物質(zhì)參加反應(yīng)，如果體系顏色不變，反應(yīng)達(dá)到平衡。②對(duì)于吸熱或放熱反應(yīng)，如果體系溫度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡。5.一定溫度下，在容積不變的密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，

以下哪些選項(xiàng)可以判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)？

。課堂檢測(cè)N2+3H22NH3催化劑高溫高壓①N2的體積分?jǐn)?shù)與NH3的相等

②

c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2③N2的物質(zhì)的量不再變化

④

H2的體積分?jǐn)?shù)保持恒定⑤

N2、H2、NH3的總質(zhì)量保持不變③④6.(雙選）在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+2Y(g)?2Z(g），此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是：()A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化C.容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1:2:2D.單位時(shí)間消耗0.1molX的同時(shí)生成0.2molZ課堂檢測(cè)AB7.在某絕熱剛性容器中充入5molCO和10molH2發(fā)生反應(yīng)CO(s)+2H2(g)?CH3OH(g)

ΔH<0

，下列說(shuō)法中能夠判斷該反應(yīng)一定處于平衡狀態(tài)的有:()①容器中CO、H2、CH3OH共存

②單位時(shí)間內(nèi)生成1molCO的同時(shí)消耗2molH2③CO與CH3OH體積之比恒定不變

④容器中溫度恒定不變⑤H2與CH3OH速率之比恒定不變

⑥反應(yīng)容器中壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化A．①④⑥ B．③④⑥ C．④⑤⑥ D．②③④課堂檢測(cè)B

恒容絕熱容器中N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)H2(g)+I2(g)

2HI(g)①氣體的總物質(zhì)的量不變

②氣體的總質(zhì)量不變

③氣體的總壓強(qiáng)不變

④氣體的密度不變

⑤氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

⑥混合氣體的顏色不變

⑦體系的溫度不變

8.判斷下列條件能否說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡？√×××√×××√××√√√課堂檢測(cè)

化學(xué)反應(yīng)條件的控制033.1控制化學(xué)反應(yīng)條件的目的

促進(jìn)有利反應(yīng)：

提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率即原料的利用率，加快反應(yīng)速率等

抑制有害反應(yīng)：

減緩反應(yīng)速率，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生，控制副反應(yīng)的發(fā)生等3.2控制化學(xué)反應(yīng)條件的方法改變化學(xué)反應(yīng)速率：

改變溫度、溶液的濃度、氣體壓強(qiáng)（或濃度）、固體表面積及使用催化劑等改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度：

改變溫度、溶液濃度、氣體壓強(qiáng)（或濃度）等3.3工業(yè)合成氨條件的控制從速率和平衡的角度分析，為什么工業(yè)上通常采用400-500℃，10-30Mpa條件合成氨氣？溫度較低時(shí)氨的產(chǎn)率較高，但溫度低時(shí)反應(yīng)速率小，達(dá)到平衡需要的時(shí)間很長(zhǎng)生產(chǎn)成本高壓強(qiáng)越大，氨的產(chǎn)率越高，但對(duì)動(dòng)力和生產(chǎn)設(shè)備的要求越高400~500℃10MPa~30MPa3.4提高燃料燃燒效率為提高燃料的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件？煤燃燒時(shí)，將煤塊粉碎成煤粉：

增大與空氣中O2的接觸面積，煤粉燃燒更充分，反應(yīng)速率更快通入適當(dāng)過(guò)量的空氣：

增大O2濃度煤粉充分燃燒，生成CO2，放出更多的熱量；

同時(shí)避免不充分燃燒，生成CO，造成環(huán)境污染爐膛材料盡量選擇保溫性能好的，煙道廢氣中的熱量用來(lái)加熱水、發(fā)電等，以提高熱量利用率。9.下列措施可以提高燃料燃燒效率的是